编译原理#简介

编译器概述

什么是编译器？

• 编译器是一个程序
• 核心功能是把源代码翻译成目标代码
  
  • 源代码：C/C++、Java、C#、html、SQL…
  • 目标代码：x86、IA64、ARM、MIPS…

编译器的核心功能

编译器和解释器

• 解释器也是处理程序的一种程序
• 不会翻译成可执行程序，直接得到结果
• 编译器是离线(offline)的方式，解释器是在线(online)的方式
• 但两者在理论、技术、方法上有很大的相似之处

编译器简史

• 第一个编译器是Fortran语言的编译器
  
  • 1954-1957年，Jonn Backus

编译器结构

编译器的高层结构

• 编译器具有非常模块化的高层结构
  
  • 前端：处理和输入相关，源程序的语法规则，满足的约束条件
    
    • 词法分析
    • 语法分析
  • 后端：处理和输出相关，目标机器有什么指令集，有什么约束，前端的语法结构如何映射到指令集上
    
    • 指令生成
    • 指令优化
• 编译器可看成多个阶段构成的“流水线”结构，使抽象一层一层向下降低，每一个模块相对容易实现和维护

一种没有优化的编译器结构

更复杂的一种编译器结构

- 编译器设计中的重要问题是如何合理的划分组织各个阶段

编译器实例

源语言：加法表达式语言Sum

• 两种语法形式：
  
  • 整形数字n
  • 加法e1+e2

目标机器：栈式计算机Stack

• 两条指令：
  
  • push n
  • add
    
    • 相当于x=pop(); y=pop(); z=x+y; push z

任务：编译程序1+2+3到栈式计算机

任务：增加一个代码优化的阶段，常量折叠

在扔给后端之前，多一个优化阶段

来源：
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2. 虎书